- Trang Chủ
- Cơ khí - Chế tạo máy
- Giáo trình Công nghệ chế tạo máy (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Xem mẫu
- Chương 7: Gia công mặt ngoài tròn xoay
Mục tiêu
Phân biệt được các loại trục, YCKT của trục.
Nêu lên được các phương pháp gia công, phân tích đặc điểm, ưu khuyết
và phạm vi sử dụng.
Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực
sáng tạo trong học tập.
Nội dung
7.1 Khái niệm và các yêu cầu kỹ thuật
Trục là loại chi tiết có các bề mặt cơ bản cần gia công là các bề mặt trụ
ngoài, với các bậc có nhiều kích thước khác nhau.Trục được sử dụng rộng rãi
trong các ngành chế tạo máy với nhiều mục đích, trục có thế được dùng để
truyền mômen xoắn. Truyền chuyển động qua các chi tiết khác lẳp trên nó như
bánh răng, bánh đai, bánh ma sát… Trục có thể bao gồm các loại trục trơn, trục
bậc. trục đặc, trục rỗng, trục có một hoặc nhiều đường tâm. Trục có thể có
đường kính và chiều dài lớn, vừa hay nhỏ ...
Để đảm bảo tính năng sử dụng, khi chế tạo trục cần bảo đảm những yêu
cẩu kỹ thuật chủ yếu sau :
Độ chính xác kích thước dường kính các cổ trục đế lắp ghép yêu cầu cấp
chính xác 7 - 8. có thế tới cấp 6 ; các sai số hình dáng hình học như độ côn, độ ô
van ... nằm trong giới hạn dung sai đường kính.
Độ chính xác kích thước chỉều dài mỗi bậc trục trong khoảng 0.05-
0,2mm
Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đảo các cổ trục, độ không thẳng
góc giữa đường tâm và mật đầu vai trục, sai lệch giới hạn trong khoảng 0,01- 0,05
mm
Độ nhám bề mặt của các cổ trục lắp ghép Ra < 1.25- 0.16, tuỳ theo yêu cẩu làm việc cụ thể.
Việc chọn phương pháp gia công trục phụ thuộc vào điều kiện sản xuất,
kích thước, hình dạng kết cấu. yêu cầu kỹ thuật, vật liệu làm trục và phương pháp chế
tạo phôi.
Phôi cho chi tiết dang trục có thể là phôi cán theo tiêu chuẩn. dùng gia công các
trục trơn, trục bậc có chênh lệch đường kính các bậc không lớn. Phôi rèn khuôn,
110
- dập khuôn thường dùng cho các trục có yêu cầu cơ tính cao. Trong sản xuất
hàng loạt lớn. hàng khối. Phôi đúc bằng gang có độ bền cao dùng cho các trục
lớn để giảm nhẹ trọng lượng, giảm lượng dư và thời gian 1 gia công.
Trước khi đưa vào gia công. thường các chi tiếi dạng trục được gia công
chuẩn bị để tạo chuẩn. Viêc chọn phương pháp gia công chuẩn bị tuỳ thuộc vào
hình dạng, kích thước trục, phương pháp chế tạo phôi. Ví dụ. phôi cán thường
bao gổm các việc: Cắt đứt tương ứng theo chiều dài trục. nắn thẳng. khoả mặt và
khoan lỗ tâm hai đầu.
7.2 Các phương pháp gia công mặt trụ ngoài
7.2.1. Tiện mặt trụ ngoài
Tiện là phương pháp gia công cắt gọt được thực hiện nhờ chuyển động
chính thông thường do phôi quay tròn tạo thành chuyển động cắt (Vc) kết
hợp với chuyển động tiến dao là tổng hợp của hai chuyển động tiến dao
dọc Sd và tiến dao ngang Sng do dao thực hiện.
Khi tiện trục trơn chuyển động tiến dao ngang Sng =0, chuyển động tiến
dao dọc Sd khác 0 . Khi tiện mặt dầu hoặc cắt đứt chuyển động tiến dao
dọc Sd =0. chuyển động tiến dao ngang Sng khác 0.
Tiện là phương pháp gia công cắt gọt thông dụng nhất. Máy tiện chiếm
khoảng 25% đến 35% tổng số thiết bị trong phân xưởng gia công cắt gọt.
Tiện có thể gia công được nhiều loaị bề mặt khác nhau như các mặt tròn
xoay trong và ngoài, các loại ren, các bề mặt côn, các mặt định hình v.v
Khả năng đạt độ chính xác gia công khi tiện. Độ chính xác của nguyên
công tiện phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau đây:
Độ chính xác của máy bao gồm: độ đảo trục chính, dộ song song của sóng
trượt với đường tâm trục chính , độ đồng tâm giữa tâm ụ động và tâm trục
chính , v.v...
Tình trạng dao cụ.
Trình độ tay nghề của công nhân.
Khi gia công trên máy tiện CNC chất lượng nguyên công ít phụ thuộc vào
kỹ năng và kỹ xảo của người thợ so với khi gia công trên máy vạn năng
111
- Bảng 7.1. Độ chính xác mặt dầu và mặt trụ khi gia công trên máy tiện
Dạng bề mặt gia Độ chính xác kích Chiều cao nhấp nhô
công thước(TCVN) Rz Ra
- Tiện ngoài
Thô 13-12 80 -
Bán tinh 11-9 40-20 -
Tinh 8-7 - 2,5
Tiện mỏng 7-6 - 1.25-0.63
- Khoan 12-11 40-20 -
-Khoét
Thô 12-11 40 -
Bán tinh 11 20 -
Tinh 9-8 - 1,5
-Doa:
Thô 9-8 - 2,5-1,25
Mỏng 6 - 0,16
-Tiện trong
Thô 13-12 80-40 -
Bán tinh 11-10 40-20 -
Tinh 9-7 - 2,5-0,63
Mỏng 6 - 0,32-0,08
-Xén mặt đầu
Thô 12 40 -
Tinh 11 20 -
Mỏng 8-7 2,5-1,25
Ghi chú: Các số liệu trong bảng ghi theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)
Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đồng tâm giữa các bậc trục, độ
112
- đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài phụ thuộc vào phương pháp gá đặt
phôi , độ chính xác của máy và có thể đạt được 0,01 mm.
Năng suất và chi phí gia công khi tiện phụ thuộc vào các điều kiện gia
công cụ thể như độ cứng vững của hệ thống công nghệ, vật liệu phôi, hình
dạng kích thước phôi, vật liệu dao, kết cấu của bộ phận cắt của dao, chế
độ cắt, công nghệ trơn nguội ( thành phần, phương pháp, chế độ bôi trơn
và làm nguội, trình độ tay nghề của công nhân , yêu cầu kỹ thuật của
nguyên công...)
Lựa chọn chế độ cắt kinh tế khi tiện.
Nếu gọi Q là thể tích phôi được cắt đi trong một đơn vị thời gian ta có:
Q= A.v = t.s.v( mm3/ giây hoặc mm3/ phút)
Trong đó:
A = s.t là tiết diện ngang của phoi (mm2)
V là vận tốc trung bình (mm/ phút hoặc mm/ giây)
Tăng chiều sâu cắt dẫn tới lực cắt và công suất cắt tăng mạnh, trong khi
đó nhiệt độ ở lưỡi cắt , lực cắt đơn vị Kc và lượng mòn đơn vị của dụng
cụ cắt ( ví vụ, lượng mài mòn trên một đơn vị chiều dài của lưỡi cắt )
không tăng.
Tăng bước tiến dao dẫn tới lực cắt , công suất cắt , nhiệt độ trên lưõi cắt
tăng do đó lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt và lực cắt đơn vị giảm nhẹ
Tăng tốc độ cắt, dẫn tới tăng công suất cắt và nhiệt độ ở lưỡi cắt, do đó
tăng lượng mòn đơn vị của dụng cụ cắt mặc dù lực cắt đơn vị giảm nhẹ.
Như vậy muốn chọn chế độ cắt kinh tế phải giải bài toán tối ưu khi tiện
trong điều kiện gia công cụ thể (xem chương “ tối ưu hoá trình cắt gọt”)
Trong trường hợp chưa có điều kiện giải bài tóan xác định chế độ cắt tối
ưu có thể sử dụng các thông tin kinh nghiệm sau đây:
Khi tiện thô nên chọn t,s lớn để giảm số lần cắt và thời gian cơ bản , nâng
cao năng suất cắt.
Khi tiện tinh nên chọn t sao cho nhiệt cắt không quá lớn ảnh hưởng tới
113
- chất lượng và độ chính xác gia công , chọn s theo quan điểm bảo đảm dộ
nhám bề mặt nhưng không quá nhỏ gây ra hiện tượng trượt và rung động
ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất.
Khi tiện tinh mỏng nên dùng dao kim cương và dao hợp kim cứng hoặc
dao chế tạo từ vật liệu CBN( carbit bonitric có cấu trúc mạng tinh thể lập
phương thể tâm) được mài đúng tiêu chuẩn, chọn bước tiến s và chiều sân
cắt t nhỏ, tốc độ cắt v lớn.
Ví dụ, khi tiện tinh các kim loại đen chọn s = 0,01- 0,02 mm/vg: t= 0,05 -
3 mm; V = 120 - 130m / phút, với kim loại mẫu v = 1000 m/ phút
Khi tiện tinh mỏng có thể đạt độ chín xác cấp 5; Ra = 1,6 Mm
Muốn đạt độ chính xác cao có thể cắt bằng hai lần chuyển dao trên cùng
một lần gá với 1 dao hoặc cắt bằng một lần chuyển dao nếu dùng 2 dao gá
so le sẽ nâng cao năng suất mà vân đảm bảo chất lượng với lượng dư:
Khi tiện tinh mỏng cũng như khi gia công thô cần dùng dung dịch trơn
nguội để giảm nhiệt độ ở vùng cắt, giảm ma sát, giảm mài mòn của dụng
cụ, do đó nâng cao năng suất và độ chính xác gia công. Thành phần của
dung dịch trơn nguội, chế độ công nghệ và phương pháp tưới dung dịch
trơn nguội phụ thuộc vào thành phần vật liệu gia công và vật liệu làm dao.
Các biện pháp công nghệ khi tiện
Các phương pháp gá đặt chi tiết khi tiện
Chọn chuẩn và phương pháp gá đặt hợp lý chẳng những góp phần đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công mà còn giúp cho việc thiết
kế đồ gá đơn giản, dễ thao tác, có thể gia công nhiều bề mặt cùng một
lúc làm giảm thời gian gia công cơ bản , giảm thời gian phụ và thời
gian chuẩn bị kết thúc, góp phần nâng cao năng suất và hạ giá thành.
Việc chọn chuẩn công nghệ khi tiện phụ thuộc vào vị trí mặt cần gia
công (mặt trong, mặt ngoài hay mặt dầu), hình dạng kích thước chi tiết và độ
chính xác yêu cầu.
Khi gia công mặt ngoài thì chuẩn có thể là mặt ngoài , mặt ngoài kết
114
- hợp với mặt dầu , 2 lỗ tâm , mặt lỗ(nếu chi tiết có lỗ đã qua gia công )
hoặc mặt lỗ kết hợp với mặt đầu.
Khi gia công mặt trong chuẩn là mặt ngoài hoặc mặt ngoài kết hợp với mặt
đầu.
Mối tương quan giữa đường kính và chiều dài của phôi ảnh hưởng rất
lớn tới sự ổn định của chi tiết khi gá đặt (bảng 7-2).
Bảng 7-2. Sư ổn đinh khi gá đăt chi tiết trên máy tiên.
Kiểu gá đặt ổn định Kém ổn định Không ổn định
Gá trên hai mũi L < 6.d Với d > L= (6...12).d Với
làm 60mm D< 60mm
Gá trên mâm cặp L 2.d
Với các chi tiết dạng trục có chiều dài L> d sẽ gây ra mất ổn định khi cắt.
Trong trường hợp đó người ta phải sử dụng lunet để tăng độ cứng cũng
của chi tiết gia công
Gá đặt dao khi tiện
Thông thường phải gá dao sao cho lưỡi dao cắt nằm trong mặt phẳng nằm
ngang đi qua tâm của chi tiết, đặc biệt đối với tiện cắt đứt và tiện ren.
Nếu mũi dao cao hơn tâm khi tiện cắt đứt sẽ để lại 1 lõi nhỏ, càng vào
gần tâm càng khó cắt và dao dễ bị gãy.
Các phương pháp cắt khi tiện
Cắt theo lớp: là phương pháp cắt mà việc cắt gọt sẽ thực hiện theo từng
lớp. Phương pháp này có độ cứng vững tốt, lực cắt nhỏ nên có thể đạt
độ chính xác cao nhưng năng suất không cao.
115
- Hình 7.1 Cắt theo lớp
Cắt từng đoạn: là phương pháp cắt để đạt kích thước yêu cầu theo từng
đoạn. Đoạn đầu trục có lượng dư lớn nên phải chia thành 2 lớp để cắt
cho hết lượng dư, tiếp theo cắt tiếp đoạn giữa và cuối cùng là đoạn
cuối. Phương pháp này có năng suất cao nhưng lượng dư lớn và không
đều nhau, lực cắt lớn và độ cứng vững bị giảm xuống.
Hình 7.2 Cắt từng đoạn
Cắt phối hợp: là phương pháp cắt phối hợp của hai phương pháp trên,
nó có thể điều hòa được nhược điểm của hai phương pháp đó. Lúc đầu
ta cắt lớp ngoài 1, sau đó cắt các đoạn 2. Khi tiện tinh, việc chọn
phương pháp cắt nào còn phụ thuộc vào cách ghi kích thước, cách
chọn chuẩn và độ chính xác yêu cầu.
Hình 7.3 Cắt phối hợp
Khi tiện tinh, việc chọn phương pháp cắt nào còn phụ thuộc vào cách
ghi kích thước, cách chọn chuẩn và độ chính xác yêu cầu.
Biện pháp nâng cao năng suất
Nâng cao được năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm là mục
tiêu hàng đầu của tất cả các xí nghiệp sản xuất.
Có nhiều cách để nâng cao năng suất sản xuất như cơ khí hóa và tự
động hoá các quy trình công nghệ, sử dụng máy tự động, máy điều
khiển theo chương trình số, dùng các đồ gá chuyên dùng, cơ cấu kẹp
116
- nhanh bằng khí nén... ở đây, ta xét đến ta xét đến biện pháp nâng cao
năng suấtbằng cách rút ngắn thời gian gia công trực tiếp T0
L.i
T0 ( ph)
n.S
- L là chiều dài tiến dao, mm.
L l0 lav lvq
- l0 là chiều rộng của bề mặt gia công;
- lav khoảng cách chừa để dao ăn vào
- lvq khoảng cách chừa để dao vượt quá
- i: số lấn cắt hết lượng dư
Z
i
t
Z là lượng dư ; t chiều sâu cắt
- S: lượng chạy dao dọc
- n: số vòng quay trục chính
Như vậy, để rút ngắn thời gian gia công trực tiếp, ta phải giảm chiều
đường cắt L, giảm số lần cắt, hoặc tăng số vòng quay, lượng chạy dao.
Sau đây là các biện pháp để nâng cao năng suất dùng cho phương pháp
tiện.
- Sử dụng nhiều dao cắt một lúc: Thay dao cắt thông thường bằng tổ
hợp gồm nhiều dao. Khi gia công, mỗi dao chỉ cắt một phần của
chiều dài chi tiết do vậy đạt được năng suất cao.
a nhiều dao cắt một lúc b dùng máy tiện bán tự động
Hình 7.4 Cắt phối hợp
117
- - Sử dụng máy có hai bàn dao (máy bán tự động): Người ta thường
sử dụng phương pháp này trong sản xuất lớn khi lượng dư gia công
khá lớn.
- Tăng chế độ cắt: Nếu điều kiện kỹ thuật cho phép như máy đủ công
suất, gá kẹp chi tiết tốt, dao cụ đảm bảo... có thể tăng chế độ cắt lên
cao để nâng cao năng suất. Ngoài ra, khi gia công nên tưới dung
dịch trơn nguội để kéo dài tuổi thọ của dao và giảm thời gian phụ.
7.2.2. Mài tròn ngoài
* Mài tròn ngoài có tâm: (hình 7.5),có tính vạn năng cao. Khi mài có thể
gá chi tiết trên hai mũi tâm hoặc một đầu trên mâm cặp, một đầu trên mũi tâm.
Nên dùng hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất để lượng dư đều và đảm bảo
đồng tâm giữa các bâc trục: Sau khi nhiệt luyện cần nắn thẳng và sữa lại lỗ tâm
trước khi mài.
Hình 7-5 Mài tròn ngoài có tâm
Thông thường nên sử dụng phương pháp mài tròn ngoài có tâm tiến dao
dọc với Sng = 0,005 - 0,02 mm/l hành trình kép, để lực hướng kính bé, chi tiết ít
biến dạng, nâng cao độ chính xác gia công. Để nâng cao năng suất bóc phoi,
người ta sửa đá vát góc 2- 30 . Khi mài tinh ở những hành trình cuối không thực
hiện tiến dao ngang mà chỉ thực hiện tiến dao dọc cho tới khi mài hết hoa lửa.
Khi chi tiết ngắn, đường kính lớn, độ cứng vững cao, người ta dùng
phương pháp tiến đá hướng kính ( Sdọc = 0; Sng > 0) để tăng năng suất. Với
phương pháp này có thể mài định hình bằng cách sửa đá có hình dạng là âm bản
của chi tiết cần gia công.
118
- Người ta có thể tiến hành gia công đồng thời mặt trụ và mặt dầu bằng
phương pháp tiến đá theo phương tạo với trục nằm ngang một góc 45độ.
Phương pháp này cho năng suất cao nhưng độ chính xác không cao vì tốc độ cắt
của các điểm trên đá khác nhau dẫn tới đá mòn không đều.
* Mài thô.
Nếu gọi Q là thể tích phoi lấy đi trong 1 đơn vị thời gian thì khi mài mòn
ngoài tiến dao dọc ta có Q =t.Sdọc.Vph( mm3/s)
Trong đó : t - chiều sâu cắt Sdọc - S bước tiến dọc . Vph - vận tốc của
phôi
Mục đích của mài thô là lấy đi được thể tích của phoi Q lớn nhất với chi
phí gia công thấp nhất.
Vậy để tăng Q ta có thể tăng chiều sâu cắt t, bước tiến Sdọc hoặc tốc độ
phôi Vph. Tuy nhiên khi tăng Q sẽ dẫn tới:
Lực pháp tuyến tăng do đó có thể gây ra sai số hình dạng ở phôi mà
nguyên công mài tinh không thể sửa hết được . Để khắc phục người ta dùng đá
có kích thước hạt lớn, tiến hành sửa đá thô và kẹp chặt chi tiết ổn định.
Khi tăng Q cần phải đảm bảo công suất cắt nhỏ hơn công suất của động
cơ mang đá hoặc chọn máy mài có công suất lớn.
Nhiệt độ ở lớp bề mặt phôi tăng dẫn tới xuất hiện các vết cháy hoặc nứt
trên bề mặt chi tiết mà khi mài tinh không xoá hết được. Để khắc phục người ta
sử dụng đá có kích thước hạt lớn, sửa đá thô và nên tăng tốc độ phôi Vph hơn là tăng
chiều sâu cắt.
Lượng mòn của đá tăng làm tăng chi phí gia công. Biện pháp khắc phục là
sử dụng đá có độ cứng lớn và chủ yếu lá phải giải bài toán tối ưu hoá nhằm xác
định giá trị Q ứng với chi phí gia công thấp nhất
Rung động tăng làm tăng tốc độ mài mòn của đá cũng như làm tăng chiều
cao nhấp nhô bề mặt và tăng sai lệch hình dạng của chi tiết . Trong trường hợp
này nên kẹp phôi ổn định , sửa đá thô và chọn bước tiến dọc Sdọc nhỏ.
*Mài tinh
Mục đích của mài tinh là đảm bảo được độ chính xác về hình dạng và độ
119
- chính xác về kích thước cũng như chất lượng bề mặt của chi tiết . Muốn vậy
người ta thực hiện các biện pháp sau đây:
+ Chọn chiều sâu cắt t nhỏ , lần tiến dọc cuối không thực hiện tiến đá
ngang mà mài cho đến hết hoa lửa.
+ Chọn bước tiến dao dọc Sdọc nhỏ.
+ Chọn tốc độ phôi Vph nhỏ.
+ Chọn chế độ sửa đá tinh
+ Sử dụng đá mài có hạt nhỏ.
+ Dùng dầu làm dung dịch trơn nguội thay thế cho êmuxi.
+ Tăng tốc độ cắt Vc.
+Chọn chế độ cắt kinh tế khi mài mòn
Chế độ cắt khi mài bao gồm vận tốc cắt Vc , tốc độ phôi Vph bước tiến
dọc Sd và chiều sâu cắt t ( chính là lượng tiến dao ngang sau mỗi hành trình
kép của bàn máy Sngang).
Vận tốc cắt v:
Vận tốc cắt Vc phụ thuộc chủ yếu vào độ bền cơ học của đá, vật liệu hạt
mài và vào việc kẹp chặt chi tiết sao cho ổn định :
Nếu vận tốc cắt bé thời gian chịu tải của hạt mài trong vùng cắt lớn, tải
trọng trên mỗi hạt lớn, hạt mài mau mòn và dễ bị tách khỏi đá dẫn tới đá mòn
nhanh.
Nếu vận tốc cắt lớn , lục cắt nhỏ,biến dạng hệ thống và biến dạng lớp bề
mặt nhỏ do đó độ chính xác và chất lượng bề mặt tăng , nhưng nếu vận tốc cắt
quá lớn, lực ly tâm lớn gây ra nguy hiểm cho người và thiết bị.
Hiện nay ở nước ta vận tốc cắt khi mài được lấy theo kinh nghiệm như:
Mài gang vc =18 - 25m/s , mài thép vc = 25- 30 m/s, mài tinh vc = 30 - 35 m/s.
Tại các nước công nghiệp tiên tiến hiện nay người ta sử dụng phổ biến đá
mài có vật liệu hạt mài là CBN làm việc cới vận tốc cắt 150m/s. Trong tương
lai họ hướng tới tốc độ cắt từ 200- 300 m/s để nâng cao độ chính xác và chất
lượng bề mặt của chi tiết gia công .
Vận tốc phôi v:
120
- Vận tốc phôi Vph có ảnh hường tới độ nhám bề mặt của chi tiết gia công ,
độ mòn của đá và năng suất khi mài :
Vph = p.dph.nph (m/s)
Khi mài tròn ngoài , theo kinh nghiệm người ta chọn Vph = L+Vđá :
Tỷ số độ mài q được định nghĩa bằng biểu thức:
q = Vc/Vph
Tỷ số tốc độ mài q là một đại lượng quan trọng của quá trình mài, nó có ảnh
hưởng rất lớn tới lực cắt , độ chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết gia công .
Độ lớn của q phụ thuộc vào vật liệu gia công và chất lượng bề mặt yêu cầu ,
thông thường mài thép chọn q=60 - 100, mài kim loại màu lấy giá trị q nhỏ, khi
mài thô lấy q nhỏ hơn khi mài tinh.
Với tốc độ cắt Vc không đổi nếu tăng tốc độ phôi Vph có nghĩa là giảm q, điều đó
dẫn tới:
+ Ứng với 1 vòng quay của đá phải tiếp xúc với một đoạn đường trên bề mặt
phôi dài hơn, tải trọng trên mỗi hạt mài lớn hơn dẫn tới độ mòn đơn vị của đá tăng
lên.
+ Lực cắt tăng lên do đó sai số hình dạng cũng như chiều cao nhấp nhô bề mặt tăng
+ Thể tích phôi lấy đi trong một đơn vị thời gian q tăng , năng suất cắt tăng.
Lượng tiến dao dọc Sdọc phụ thuộc vào độ nhám bề mặt yêu cầu và lấy theo bề
rộng của đá . Nếu gọi B là chiều rộng của đá thì:
+ Mài thô thép Sdọc =( 0,3 - 0,7)B, mài thô gang Sdọc =(0, 05- 0,95)B.
+ Mài tinh thép Sdọc = (0,2- 0,3)B, mài tinh gang Sdọc =0,4B
Lượng tiến dao ngang Sngang sau mỗi hành trình kép của bàn máy ( hay còn gọi
là chiếu sâu cắt t ( phụ thuộc vào độ hạt của đá , độ nhám bề mặt yêu cầu và độ
cứng vững của chi tiết.)
Mài thô thép Sng = ( 0,01- 0,06) mm/ 1 hành trình kép.
Mài thô gang Sng = ( 0,02- 0,08)mm/ 1 hành trình kép.
Mài tinh Sng = ( 0,005- 0,015) mm/ 1 hành trình kép.
Khả năng công nghệ của mài:
Mài thô có khả năng đạt độ chính xác kinh tế cấp 9, Ra = 3,2 mm.
121
- Mài tinh đạt độ chính xác kinh tế cấp 7, R a =1,6- 0,1mm.
Mài siêu tinh có khả năng đạt độ chính xác cấp 6, Ra = 0,2- 0,1 mm..
* Mài tròn ngoài không tâm (hình 7-6).
Mài không tâm có đặc điểm là chuẩn định vị của chi tiết gia công chính là bề
mặt gia công. Chi tiết mài được đặt tự do lên căn đỡ mà không cần định vị,
kẹp chặt. Đối với các chi tiết ngắn, có thể đặt nối tiếp nhau trên máng dẫn.Do
vậy năng suất gia công cao, thích hợp với dạng sản xuất loạt lớn hoặc hàng
khối. Chi tiết nằm giữa hai đá mài, một đá cắt và một đá dẫn. Đá dẫn dùng để
tạo ra chuyển động quay (ngược chiều với đá cắt) và tịnh tiến dọc trục cho
chi tiết. Tốc độ cắt của đá mài khoảng v = 30 ÷ 50 m/s, tốc độ của đá dẫn
nhỏ hơn tốc độ của đá cắt khoảng 75 ÷ 80 lần, vì thế ma sát giữa vật mài với
đá dẫn lớn hơn nhiều so với đá cắt.
Hình 7.6 Sơ đồ mài không tâm
Đồ gá chính của chi tiết khi mài không tâm là căn đỡ. Mặt của căn đỡ phải
đặt song song với trục của đá mài. Góc nghiêng của căn đỡ là 300 (khi chi
tiết có kích thước lớn d > 30 mm thì góc nghiêng khoảng 20 ÷ 250). Mặt vát
của căn đỡ phải hướng vào phía đá dẫnvà cùng với đá dẫn hình thành nên
khối V định vị chi tiết. Chiều cao gá đặt của chi tiết khi mài không tâm có
ảnh hưởng đến chất lượng gia công rất nhiều. Thông thường, người ta phải
đặt căn đỡ làm sao cho tâm của chi tiết cao hơn tâm của đá mài và đá dẫn (để
không bị méo) một khoảng (0,5 ÷ 1) bán kính chi tiết nhưng nhỏ hơn 14 mm.
122
- Mài không tâm có ưu điểm là năng suất gia công cao, thích hợp cho dạng sản
xuất hàng loạt, khối, có thể mài được các chi tiết mà không thể mài có tâm
như chi tiết nhỏ, ngắn như chốt xích, viên bi kim... vì khi đó không thể tạo
nên lỗ tâm để gá đặt hoặc đá mài sẽ cắt vào các mũi tâm hoặc đồ gá của máy.
Tuy nhiên lại có nhược điểm là không đảm bảo độ đồng tâm giữa các cổ trục,
không gia công được các bề mặt không liên tục (như có rãnh then) nên chủ
yếu là để gia công trục trơn.
Có 2 phương pháp mài không tâm tâm: Mài ăn dao dọc và mài ăn dao ngang.
Mài không tâm ăn dao dọc:
Mài không tâm chạy dao dọc về tính chất các chuyển động giống
như mài có tâm nh-ng khác ở chỗ là đá dẫn làm nhiệm vụ cung
cấp cho chi tiết chuyển động quay và tịnh tiến. Đá dẫn có dạng
hypecbôlôit tròn xoay và được đặt nghiêng đi một góc α = (1 ÷
400).
Tốc độ quay Vct và tốc độ chạy dọc Sd của chi tiết phụ thuộc
vào tốc độ đá dẫn Vđ.dẫn và α. Phương pháp này cho phép đạt
độ chính xác hình dạng hình học bề mặt rất cao.
Hình 7.7 Sơ đồ mài không tâm ăn dao dọc
Mài không tâm ăn dao ngang:
Mài không tâm ăn dao ngang tương tự như mài có tâm ăn dao
ngang. Nó có thể gia công được trục bậc, nếu sửa đá chính xác có
thể mài được mặt côn, mặt định hình nhưng yêu cầu độ cứng
vững của chi tiết phải tốt và mặt gia công phải ngắn.
123
- Bánh dẫn không cần có dạng hypecbôlôit mà là hình trụ và trục
của nó đặt song song với trục đá mài (α = 0). Trong trường hợp
đó, ta thấy Sd sẽ bằng 0.
Việc ăn dao ngang Sn được thực hiện bằng cách tiến đá dẫn
hướng vào phía đá mài. Thông thường Sn = 0,003 -
0,01mm/vòng chi tiết.
Tính thời gian gia công cơ bản
- Khi mài ăn dao dọc:
l0 .m B
T0 .K ( ph)
m.S d
L0 là chiều dài của bề mặt cần mài.
m: Số lượng chi tiết được mài liên tục theo dây chuyền.
B: chiều rộng đá mài
Sd: Là lượng chạy dao dọc, mm/ vòng chi tiết. Được xác định bằng
α.B/ vòng chi tiết. Khi mài thô, α= 0,5 ÷ 0,8; khi mài tinh, α= 0,2 ÷
0,5.
K : Hệ số liên quan với độ chính xác khi mài (mài tắt hoa lửa). Khi
yêu cầu đạt độ chính xác đến 0,02 ÷ 0,03 mm, K = 1,7; khi đạt độ
chính xác đến 0,04 ÷ 0,06mm, K = 1,4; khi đạt độ chính xác đến
0,07 ÷ 0,09 mm, K = 1,25; khi đạt độ chính xác đến 0,1 ÷ 0,15 mm,
K = 1,1.
- Khi mài ăn dao ngang:
a
T0 .K ( ph)
nct .S n
Các giá trị a lượng dư một phía (mm)
nct số vòng qua của chi tiết trong một phút (vòng/phút)
Sn: là lượng tiến dao ngang, mm/ vòng chi tiết.
124
- Phương pháp mài nghiền
Mài nghiền là quá trình sử dụng các hạt mài có độ hạt nhỏ ở dạng tự do, trộn
với các loại dung dịch (dầu nhờn, mỡ bò, paraphin và một số axit hữu cơ),
sau đó phủ lên bề mặt làm việc của dụng cụ nghiền. Khi đưa dụng cụ nghiền
vào tiếp xúc với bề mặt chi tiết gia công phải tạo cho nó một áp lực cần thiết
(không lớn lắm), nhờ áp lực này và các chuyển động tương đối, các hạt mài
sẽ cắt đi một lớp tế vi trên bề mặt chi tiết gia công làm tăng độ bóng bề mặt.
Độ chính xác về kích thước có thể đạt được cấp 6 - 7 và nhám bề mặt đạt đến
Rz = 0,04 ÷ 0,63.
Tuy nhiên, phôi trước khi mài nghiền phải được gia công chính xác(đến cấp
7 và nhám bề mặt phải đạt Ra = 0,63 ÷ 2,5) vì mài nghiền không sửa được sai
lệch vị trí tương quan do lượng dư khi mài nghiền không lớn hơn 0,02 mm.
Dụng cụ nghiền được chế tạo bằng vật liệu mềm hơn so với các chi tiết được
nghiền, thông thường được chế tạo bằng gang Peclit, Ferit, đồng... Tùy theo
bề mặt gia công mà dụng cụ nghiền là bạc chữ C hay tấm phẳng nhưng phải
đảm bảo rằng có thể điều chỉnh được áp suất nghiền theo giá trị yêu cầu cần
thiết.
Áp suất khi nghiền thường chọn trong khoảng từ 2 ÷ 8 Kg/cm2, giá trị lớn
dùng cho nghiền thô, giá trị nhỏ cho nghiền tinh. Tốc độ cắt thường được
chọn thấp, từ 10 ÷ 12 m/ph. Độ hạt khi nghiền thường chọn từ M3 đến M20,
độ hạt M3 dùng khi nghiền lần cuối hay chạy rà, M20 dùng khi nghiền thô.
Hình 7.8 Sơ đồ mài nghiền
Các chuyển động cắt khi nghiền gồm: Tịnh tiến khứ hồi và quay tròn. Tuỳ
theo trường hợp cụ thể mà các chuyển động này có thể do chi tiết hay dụng
cụ thực hiện.
125
- Nguyên lý làm việc của mài nghiền với dụng cụ nghiền là tấm phẳng: Một
đĩa nghiền có chuyển động quay tròn, đĩa nghiền khác có thể đứng yên hoặc
quay tròn (ngược chiều với đĩa kia). Chi tiết được đặt giữa hai đĩa nghiền và
trong đĩa cách (không hướng tâm vào đĩa cách). Đĩa cách có tâm quay lệch
so với tâm quay của hai đĩa nghiền và có xẻ rãnh, do vậy chi tiết gia công sẽ
quay quanh tâm đĩa nghiền, quay quanh tâm của nó và chuyển động qua lại
theo phương dọc trục của nó (chạy trong rãnh của đĩa cách).
Mài nghiền nói chung có năng suấtthấp vì hạt mài có kích thước nhỏ, vận tốc
nghiền và áp lực nghiền thấp. Bề mặt sau mài nghiền có thể đạt độ chính xác
cấp 6, độ nhám bề mặt Ra = 0,2 ÷ 0,01, chất lượng bề mặt tốt vì lớp kim loại
được cắt rất mỏng, lực cắt không lớn, nhiệt cắt không cao.
7.2.3. Gia công tinh nhẵn
a. Phương pháp đánh bóng
Đánh bóng là phương pháp làm tăng độ bóng bề mặt, thường dùng cho trước
khi mạ và các chi tiết trang trí với lượng dư khi gia công không lớn hơn 5µm.
Đánh bóng dùng hạt mài rất nhỏ trộn với dầu nhờn đặc bôi lên bánh đánh
bóng đàn hồi (bằng gỗ, vải, da ép, dây đai) quay với tốc độ rất cao (20 ÷ 40
m/s).
Trước khi đánh bóng, chi tiết phải qua mài và các phương pháp gia công tinh
khác. Khi đánh bóng, có thể áp chi tiết vào bánh mài bằng tay hoặc bằng
máy.
Đánh bóng có thể đạt Rz = 0,05 ÷ 0,1, nhưng không thể sửa được sai lệch
hình dáng, vị trí tương quan, các khuyết tật để lại trên bề mặt (rỗ, lõm).
b. Phương pháp mài siêu tinh
Mài siêu tinh là phương pháp gia công lần cuối, có thể đạt cấp chính xác 6 và
Rz= 0,05 ÷ 0,8. Dụng cụ mài là đầu mang các thỏi đá. Chi tiết có chuyển
động quay với vận tốc v = 6 ÷ 30 m/ph, còn đá mài tịnh tiến theo phương dọc
trục của chi tiết với tốc độ 0,1 mm/vg. Đặc biệt, đầu đá mài còn có thêm
chuyển động lắc ngắn dọc trục với tần số cao (500 ÷ 2000 hành trình
kép/phút), nhưng hành trình rất ngắn (2 ÷ 6 mm).
126
- Hình 7.9 Sơ đồ mài siêu tinh
Khi mài siêu tinh, áp lực của đá mài rất nhỏ, tốc độ cắt tương đối thấp. Do có
chuyển động cắt phức tạp nên các vết cắt mới xóa đều lên nhau làm cho độ
nhẵn bóng cao (Rz = 0,05 ÷ 0,1 µm) và thời gian mài ngắn.
Tuy nhiên, cũng như mài nghiền, mài siêu tinh không sửa được sai lệch hình
dáng và vị trí tương quan nên lượng dư gia công rất nhỏ (5 ÷ 7 µm). Do vậy,
trước khi mài siêu tinh phải gia công trước để đạt được kích thước giới hạn
trên trong bản vẽ.
7.2.4. Lăn ép mặt ngoài
Lăn ép là phương pháp gia công tinh không phoi dựa trên nguyên lý biến
dạng dẻo kim loại. Để gia công, người ta dùng dụng cụ : Con lăn, bi có độ
cứng cao, khi dụng cụ tiếp xúc với bề mặt chi tiết dưới áp lực thì các nhấp
nhô bề mặt bị biến dạng dẻo, nén xuống làm giảm chiểu cao nhấp nhô ban
đầu và tạothành các vết nhấp nhô mới, nâng cao độ bền chắc, độ cứng lớp bề
mặt.
(Hình 7.10) là sơ đổ lăn ép mặt trụ ngoài nhờ lực li tâm của các viên bi. Khi
đó đĩa chứa các viên bi quay với tốc độ 12 - 40 m/s. Tốc độ quay của chi tiết
6 - 90 m/ph, khe hở giữa chúng 0.05 - 0.8 mm, lượng liến dao dọc Sd= 0,06-
1,6mm/ vòng. Sau khi gia công độ nhám bề mặt giảm 1- 2 cấp, độ cứng bề
mặt tăng 20- 60%
127
- Hình 7.10 Sơ đồ lăn ép bằng bi
Ngoài lăn ép bằng bi, có thế dùng lăn ép bằng Con lăn hoặc phun bi. Khi lăn
ép bằng con lăn, hình đáng con lăn tuỳ thuộc vào hình dáng bề mặt cần lăn
ép. (Hình 7.11) là hình dạng con.lăn dùng đế lăn ép bề mặt trục thẳng, kích
thước (b) chọn thco kích thước chi tiết, góc a, a, có thể lấy 50, đường kính
con lăn thông thường từ 50- 150 mm, lượng tiến dao khi lăn ép 0.1 - 0.2 mm.
Con lăn trong khi quay, miết trên bề mặt gia công với mộc lực ép khá lớn (50
- 200 kG). Khỉ chi tiết cứng vững có thể dùng mội con lăn. còn nếu chi tiết
kém cứng vững, có tbế dùng hai hoặc ba con lăn bố Irí đối xúng qua tâm chi
tiết đế giảm bớt biến dạng do lực ép.
Khi phun bi, nhờ một dòng khí nép áp suất 5 - 6 kG/cm2 đẩy một dòng bi
nhỏ đường kính 0,6 -1,2 mm bằng thép hoặc gang có độ cứng cao vào bề mặt
chỉ tiết khi quay. Chiều sâu và độ biến cứng trên bề mặt chi tiết phụ thuộc
vào trong lượng và tốc độ phun bi. Vận tốc phun bi cố thể dạt 90 m/s với bi
gang và 50 - 180 m/s với bi thép.
Độ chính xác gia công khi lăn ép phụ thuộc vào biến dạng dẻo kim loại nghĩa
là phụ thuộc vào tính chất vật liệu, lực tác dụng, thời gian tác dụng và độ
chính xác gia công ở nguyên công trước đó.
Hình 7.11 Hình dạng bề mặt làm việc của con lăn
128
- 7.3 Kiểm tra mặt trụ ngoài
Đối với các bề mặt trụ ngoài thường phải kiểm tra kích thước, độ nhám bề
mặt. hình dáng hình học các bề mặt, độ không đồng tâm của các bậc trục, độ đảo
mặt đầu vai trục..
Kiếm tra kích thước bao gổm kích thước đường kính và chiều dài các bậc
trục, kích thước then, then hoa... trên trục. Trong sản xuất dơn chiếc và loạt nhỏ
có thế dùng thước cặp hoặc pan me, tuỳ theo dung sai các kích thước này So với
vạch chia trên dụng cụ đo. Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối thường
dùng calip hoặc các đổ gá kiểm tra chuyên dùng.
Đối với các trục bậc phải kiểm tra độ đồng tâm gịữạ các bậc trục, độ đảồ mặt đầu
vai
Hình 7.12. Gá đặt trên khối V khi kiểm tra trục
(1,2. khối V; 2. chi tiết. 4,5,6. đồng hồ so)
trục, độ đổng tâm giữa lỗ và đường kính ngoài (đối với trục có lỗ). Gá đặt khi
kiểm tra có thế thực hiện theo hai cách :
Cách thứ nhất là chi tiết được gá đặt trên hai khối V ngắn vào hai cổ trục,
đổng hồ so tỳ vào cổ trục cần đo (hình 7.12). Chuẩn đế kiểm tra là hai cổ trục
(khi đó sai số hlnh dáng như độ ồvan của hai cổ trục trong phạm vi dung sai cho
phép). Khi quay chi tiết một vòng, trị số chênh lệch trên đồng hổ so thể hiện độ
không đổng tâm của các bề mặt so với các cổ trục. Khi kiểm tra độ đảo mặt đầu
vai trục (đổng hồ so 6) cần tỳ thêm vai trục vào mặt đầu khối V (3) trước khi
quay để kiểm tra.
129
nguon tai.lieu . vn
